高中化学第二章化学物质及其变化2.3.2氧化剂和还原剂.ppt

第,2,课时,氧化剂和还原剂,知识铺垫,新知预习,自主测试,1,.,氧化还原反应的特征是反应前后元素的,化合价,发生变化。实质是电子,得失,或电子对的,偏移,。,2,.,四种基本反应类型中,置换,反应全部是氧化还原反应,;,复分解,反应全部是非氧化还原反应,;,化合,反应和,分解,反应可能是氧化还原反应。,3,.,在反应,MnO,2,+4HCl(,浓,)MnCl,2,+Cl,2,+2H,2,O,中,氧化产物是,Cl,2,还原产物是,MnCl,2,。,4,.O,2,、,Cl,2,在参与的一些反应中的共同之处是,易得电子、被还原,Fe,、,Cu,的共同之处是,易失电子、被氧化,。,知识铺垫,新知预习,自主测试,一、常见的还原剂和氧化剂,知识铺垫,新知预习,自主测试,二、氧化性和还原性,1,.,氧化性和还原性,(1),氧化性,:,氧化剂所表现出,得电子,的性质。,(2),还原性,:,还原剂所表现出,失电子,的性质。,2,.,氧化性、还原性和元素化合价之间的关系,三、氧化还原反应的影响,1,.,有利于人类生活和生产,:,金属的冶炼,、,电镀,、,燃料的燃烧,等。,2,.,对人类生活和生产不利,:,易燃物的自燃,、,食物的腐败,、,钢铁的锈蚀,等。,知识铺垫,新知预习,自主测试,1,.,下列说法中,正确的是,(,),A.,氧化剂自身被还原,生成氧化产物,B.,氧化剂是在反应中得到电子,(,或电子对偏向,),的物质,C.,还原剂在反应时所含元素的化合价降低,D.,在一个反应中,氧化剂和还原剂不可能是同一物质,解析,:,氧化剂自身被还原,生成还原产物,A,项错误,;,还原剂在反应时所含元素的化合价应升高,C,项错误,;,在一个反应中,氧化剂和还原剂可能是同一物质,如氯酸钾分解制备氧气,氯酸钾既是氧化剂又是还原剂,D,项错误。,答案,:,B,知识铺垫,新知预习,自主测试,2,.,在,Cl,2,、,Fe,2+,、,Mg,、,H,2,O,、,Cu,2+,中,只能作氧化剂的是,;,只能作还原剂的是,;,既能作氧化剂又能作还原剂的是,。,解析,:,高价氧化,低价还原,中间价态两边靠。,Cu,2+,中铜元素处于最高价,只能作氧化剂,;Mg,中镁元素处于最低价,只能作还原剂,;Cl,2,、,Fe,2+,中氯元素和铁元素处于中间价态,既可作氧化剂又可作还原剂,;,而,H,2,O,中氢元素处于最高价,氧元素处于最低价,故,H,2,O,既可作氧化剂,又可作还原剂。,答案,:,Cu,2+,Mg,Cl,2,、,Fe,2+,、,H,2,O,探究一,探究二,氧化剂和还原剂,问题探究,1,.,在,Fe,2,O,3,Fe,的转化中,Fe,2,O,3,是氧化剂还是还原剂,?,发生什么反应,?Fe,是什么产物,?,答案,:,氧化剂,;,还原反应,;,还原产物。,2,.,结合常见氧化剂和还原剂及氧化还原反应的知识分析,元素处于最高价态、最低价态、中间价态时分别具有什么性质,?,答案,:,元素处于最高价态只有氧化性,处于最低价态只有还原性,处于中间价态既有氧化性又有还原性。,探究三,探究一,探究二,思维建模,1,.,氧化还原反应中相关概念的关系,探究三,探究一,探究二,2,.,常见的强氧化剂和还原剂,(1),常见的强氧化剂,非金属单质,Cl,2,、,Br,2,、,O,2,、,O,3,等,;,高价金属阳离子,Fe,3+,等,;,高价或较高价含氧化合物,H,2,SO,4,(,浓,),、,MnO,2,、,HClO,、,KMnO,4,、,HNO,3,等,;,过氧化物,Na,2,O,2,、,H,2,O,2,等。,探究三,探究一,探究二,(2),常见的强还原剂,活泼或较活泼的金属,K,、,Na,、,Mg,、,Al,、,Zn,、,Fe,等,;,低价金属阳离子,Fe,2+,等,;,非金属阴离子,I,-,、,S,2-,等,;,含较低价元素的化合物,CO,、,SO,2,、,H,2,SO,3,、,Na,2,SO,3,等,;,部分非金属单质,:H,2,、木炭,(,高温下,),。,通常只有强还原剂与强氧化剂间可发生氧化还原反应,弱氧化剂只有与很强的还原剂才能发生氧化还原反应,弱还原剂只有与很强的氧化剂才能发生氧化还原反应。,(3),在含有变价元素的化合物中,具有中间价态元素的物质,(,单质或化合物,),既可作氧化剂,又可作还原剂。例如,:Cl,2,、,H,2,O,2,、,Fe,2+,、,SO,2,、,H,2,SO,3,等既有氧化性又有还原性。,探究三,探究一,探究二,【典例,1,】,工业上制取,ClO,2,的化学反应,:2NaClO,3,+SO,2,+H,2,SO,4,=2ClO,2,+2NaHSO,4,。下列说法正确的是,(,),A.SO,2,在反应中被氧化,B.NaClO,3,在反应中失去电子,C.H,2,SO,4,在反应中作氧化剂,D.1,mol,还原剂在反应中失去,1,mol,电子,解析,:,在反应中,NaClO,3,中,Cl,元素化合价降低,作氧化剂,得到电子,被还原,;SO,2,中,S,元素化合价升高,作还原剂,被氧化,;,同时,1,mol,SO,2,转移,2,mol,电子,综上所述,正确的是,A,项。,答案,:,A,探究三,探究一,探究二,提能训练,1,下列变化中需要加入还原剂才能实现的是,(,),A.MnSO,4,KMnO,4,B.NaClAgCl,C.NO,2,HNO,3,D.Fe,2,O,3,Fe,解析,:,还原剂在反应中失去电子,化合价升高,加入还原剂才能实现说明物质为氧化剂,化合价降低。,A,项中的,Mn,由,+2,价,+7,价,;B,项中,Cl,的价态反应前后无变化,;C,项中的,N,由,+4,价,+5,价,;D,项中的,Fe,由,+3,价,0,价。,答案,:,D,探究三,探究一,探究二,物质氧化性、还原性强弱的比较,问题探究,1,.,镁、铝分别与稀盐酸反应时,1,个镁原子失去,2,个电子变成,Mg,2+,而,1,个铝原子失去,3,个电子变成,Al,3+,因此还原性,:AlMg,这种说法正确吗,?,答案,:,不正确。氧化性、还原性的强弱只与该元素原子得失电子的难易程度有关,而与得失电子数目的多少无关,得电子能力越强,其氧化性就越强,;,失电子能力越强,其还原性就越强。所以,还原性,:MgAl,。,探究三,探究一,探究二,2,.,已知氧化剂的氧化性强于氧化产物,还原剂的还原性强于还原产物,根据反应,:Cl,2,+2KBr=Br,2,+2KCl,Br,2,+2KI=I,2,+2KBr,分析氧化剂氧化性的强弱顺序及还原剂还原性的强弱顺序。,答案,:,氧化性,:Cl,2,Br,2,I,2,;,还原性,:I,-,Br,-,Cl,-,。,3,.,已知还原性,:ZnFeHCu,则比较,Zn,2+,、,Fe,2+,、,H,+,、,Cu,2+,的氧化性强弱顺序。,答案,:,Zn,2+,Fe,2+,H,+,氧化产物,还原性,:,还原剂,还原产物,探究三,探究一,探究二,(2),根据元素的活动性顺序。,特点,:,上左下右可反应,隔之愈远愈易行。,(3),根据氧化还原反应的程度比较。,不同氧化剂与相同还原剂作用时,还原剂被氧化的程度越大,氧化剂的氧化性越强。,探究三,探究一,探究二,(4),根据反应的条件及反应的剧烈程度比较。,反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强,如是否加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等。例如,:MnO,2,+4HCl(,浓,)MnCl,2,+Cl,2,+2H,2,O,、,2KMnO,4,+16HCl(,浓,)=2KCl+2MnCl,2,+5Cl,2,+8H,2,O,氧化性,:KMnO,4,MnO,2,。,探究三,探究一,探究二,素能应用,【典例,2,】,从下列各组反应对比中,判断哪种粒子的氧化性最强,哪种粒子的还原性最强。,(1),铁钉浸入,CuSO,4,溶液后,表面会附有红色物质,;,铜丝浸入,AgNO,3,溶液后,表面会附有银白色物质。则在,Cu,、,Fe,、,Ag,中,的还原性最强,在,Cu,2+,、,Fe,2+,、,Ag,+,中,的氧化性最强。,(2),铁钉在氯气中被锈蚀为棕褐色物质,(FeCl,3,),而在盐酸中生成淡绿色溶液,(FeCl,2,),。则在氯气分子,(Cl,2,),、氯离子、氢离子中,_,具有氧化性,的氧化性最强。,探究三,探究一,探究二,解析,:,(1),反应的两个化学方程式为,根据,知还原性,:FeCu,氧化性,:Cu,2+,Fe,2+,根据,知还原性,:CuAg,氧化性,:Ag,+,Cu,2+,故还原性,:FeCuAg,。,(2),发生反应的两个化学方程式为,可知,Cl,2,将,Fe,氧化为,Fe,3+,而,HCl,将,Fe,氧化为,Fe,2+,所以,Cl,2,、,H,+,有氧化性,且,Cl,2,的氧化性强。,答案,:,(1)Fe,Ag,+,(2)Cl,2,、,H,+,Cl,2,探究三,探究一,探究二,提能训练,2,根据下面两个离子方程式,:,2Fe,3+,+2I,-,=2Fe,2+,+I,2,Br,2,+2Fe,2+,=2Br,-,+2Fe,3+,可判断离子的还原性从强到弱的顺序是,(,),A.Br,-,、,Fe,2+,、,I,-,B.I,-,、,Fe,2+,、,Br,-,C.Br,-,、,I,-,、,Fe,2+,D.Fe,2+,、,I,-,、,Br,-,解析,:,反应,中还原剂是,I,-,还原产物是,Fe,2+,故还原性,:I,-,Fe,2+,;,反应,中还原剂是,Fe,2+,还原产物是,Br,-,故还原性,:Fe,2+,Br,-,所以还原性强弱顺序为,I,-,Fe,2+,Br,-,。,答案,:,B,探究三,探究一,探究二,探究三,氧化还原反应中的基本规律及其应用,问题探究,1,.,已知氧化性,:Cl,2,Fe,3+,I,2,将少量的,Cl,2,通入,FeI,2,溶液中,哪种离子首先被氧化,?,答案,:,根据氧化性强弱顺序可推知还原性的强弱顺序,:I,-,Fe,2+,Cl,-,所以少量的,Cl,2,通入,FeI,2,溶液中时,I,-,最先被氧化。,2,.,酸性,KMnO,4,溶液具有很强的氧化性,能将,I,-,氧化成,I,2,计算,:,1,mol,KMnO,4,完全被还原成,MnO,2,时,所需,KI,物质的量是多少,?,1,mol,KMnO,4,完全被还原成,Mn,2+,时,所需,KI,物质的量是多少,?,答案,:,根据电子得失守恒计算,:,1,mol,KMnO,4,完全被还原成,MnO,2,得,3,mol,e,-,需,3,mol,KI;,1,mol,KMnO,4,完全被还原成,Mn,2+,时得,5,mol,e,-,需,5,mol,KI,。,探究一,探究二,探究三,3,.,反应,:H,2,SO,4,(,浓,)+H,2,S=S+SO,2,+2H,2,O,氧化产物和还原产物分别是哪种物质,?,答案,:,氧化产物是,S,还原产物是,SO,2,。,探究一,探究二,探究三,思维建模,氧化还原反应中的基本规律,1,.,守恒规律,还原剂失电子总数,=,氧化剂得电子总数,氧化剂化合价降低的总数,=,还原剂化合价升高的总数。,应用,:,氧化还原反应化学方程式的配平和相关计算。,探究一,探究二,探究三,(1),配平方法,化合价升降法,:,探究一,探究二,探究三,(2),计算方法,:,找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。,找准一个原子或离子得失电子数,(,注意化学式中粒子的个数,),。,根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。,n,(,氧化剂,),变价原子个数,化合价变化值,=,n,(,还原剂,),变价原子个数,化合价变化值。,探究一,探究二,探究三,2,.,先后规律,多种氧化剂与一种还原剂相遇,氧化性强的首先得电子被还原,;,多种还原剂与一种氧化剂相遇,还原性强的首先失电子被氧化。,如,:,把氯气通入,FeBr,2,溶液时,还原性,:Fe,2+,Br,-,若氯气量不足时首先氧化,Fe,2+,;,把氯气通入,FeI,2,溶液时,还原性,:I,-,Fe,2+,若氯气量不足时首先氧化,I,-,。,应用,:,判断物质的稳定性和反应顺序。,3,.,价态规律,(1),高低规律,:,最高价态只有氧化性,最低价态只有还原性,中间价态既有氧化性又有还原性。,(2),价态归中规律,:,同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态,+,低价态,中间价态,;,即,“,只靠拢,不交叉,”,。,应用,:,判断元素或物质的氧化性、还原性和反应产物。,探究一,探究二,探究三,素能应用,【典例,3,】,24 mL 0.05 molL,-1,Na,2,SO,3,溶液恰好与,20 mL 0.02 molL,-1,K,2,Cr,2,O,7,(,重铬酸钾,),溶液完全反应。已知,Na,2,SO,3,被,K,2,Cr,2,O,7,氧化为,Na,2,SO,4,则,Cr,在还原产物中的化合价为,(,),A.+2,价,B.+3,价,C.+4,价,D.+5,价,解析,:,n,(Na,2,SO,3,)=0.05,molL,-1,0.024,L=0.001,2,mol,n,(K,2,Cr,2,O,7,)=0.02,molL,-1,0.02,L=0.000,4,mol,K,2,Cr,2,O,7,在反应中得到电子,0.000,42(6-,x,),mol,Na,2,SO,3,在反应中失去电子,0.001,22,mol,。,根据氧化还原反应中,氧化剂和还原剂得失电子总数相等,有,0.000,42(6-,x,)=0.001,22,解得,x,=3,。,答案,:,B,探究一,探究二,探究三,提能训练,3,一定条件下,PbO,2,与,Cr,3+,反应,产物是,和,Pb,2+,则与,1,mol,Cr,3+,反应,所需,PbO,2,的物质的量为,(,),A.3.0,mol,B.1.5,mol,C.1.0,mol,D.0.75,mol,解析,:,1,mol,Cr,3+,0.5,mol,该过程中铬元素失去,3,mol,e,-,所以在,PbO,2,Pb,2+,中,PbO,2,也应该得到,3,mol,e,-,故反应所需,PbO,2,的物质的量为,1.5,mol,。,答案,:,B,1,2,3,4,5,1,.,下列叙述正确的是,(,),A.,在氧化还原反应中,非金属单质一定是氧化剂,B.,某元素从化合态变为游离态,该元素一定被还原,C.,金属阳离子被还原不一定得到单质,D.,氧化剂得到电子,发生了氧化反应,解析,:,非金属单质在反应中不一定是氧化剂,如硫在氧气中燃烧,生成二氧化硫,硫是还原剂,;,元素由化合态到游离态,即由化合物到单质,化合价可能升高,也可能降低,;,有的金属阳离子处于高价时,被还原后可以先得到低价的离子,氧化剂在反应中得到电子,本身被还原,发生了还原反应。,答案,:,C,1,2,3,4,5,2,.,交警常用装有重铬酸钾,(K,2,Cr,2,O,7,),的仪器检测司机是否酒后驾车。其原理是红色的重铬酸钾遇酒精后生成蓝绿色物质,(Cr,3+,),。下列说法正确的是,(,),A.,该变化为非氧化还原反应,B.,重铬酸钾中铬元素的化合价为,+3,价,C.,该反应的氧化剂为酒精,D.,重铬酸钾在反应中为氧化剂,解析,:,由题中信息可知,:,铬元素从,+6,价降低为,+3,价,得到电子,故重铬酸钾是氧化剂,被还原成,Cr,3+,酒精是还原剂,所以,D,正确。,答案,:,D,1,2,3,4,5,3,.,已知下列三个化学反应,:,Fe+CuSO,4,=FeSO,4,+Cu,Cl,2,+2NaBr=2NaCl+Br,2,2FeCl,3,+Fe=3FeCl,2,则下列说法不正确的是,(,),A.,氧化性,:Cl,2,Br,2,B.,氧化性,:Fe,2+,Cu,2+,C.,还原性,:FeFe,2+,D.,氧化性,:Fe,3+,Fe,2+,解析,:,反应,中氧化产物是,FeSO,4,还原剂是,Fe,氧化剂是,CuSO,4,;,反应,中氧化剂是,Cl,2,氧化产物是,Br,2,;,反应,中,Fe,是还原剂,FeCl,3,是氧化剂,FeCl,2,既是氧化产物也是还原产物。由氧化剂的氧化性,氧化产物的氧化性,还原剂的还原性,还原产物的还原性可知,:A,、,C,、,D,均是正确的,B,的说法错误。,答案,:,B,1,2,3,4,5,4,.,用,0.1 molL,-1,的,Na,2,SO,3,溶液,30 mL,恰好将,210,-3,mol,的,还原,则元素,X,在还原产物中的化合价是,(,),A.+1,价,B.+2,价,C.+3,价,D.+4,价,解析,:,氧化还原反应中得失电子总数相等,设元素,X,在还原产物中的化合价为,x,则有,0.1,molL,-1,0.03,L(6-4)=210,-3,mol,(7-,x,),解得,x,=4,。,答案,:,D,1,2,3,4,5,5,.,现有下列反应,:,2H,2,O+Cl,2,+SO,2,=H,2,SO,4,+2HCl,2KMnO,4,+16HCl(,浓,)=2KCl+2MnCl,2,+5Cl,2,+8H,2,O,针对上述两个反应回答,:,(1),氧化剂的氧化性强弱顺序为,还原剂的还原性强弱顺序为,。,(2),反应,中氧化产物和还原产物质量之比为,。,(3),反应,中氯化氢表现出的性质是,。,A.,还原性,B.,酸性,C.,氧化性,1,2,3,4,5,解析,:,(1),由反应,知氧化性,:Cl,2,H,2,SO,4,还原性,:SO,2,Cl,-,由反应,知氧化性,:KMnO,4,Cl,2,还原性,:,Cl,-,Mn,2+,。,(2),在反应,中氧化产物为,H,2,SO,4,还原产物为,HCl,其质量之比为,98,73,。,(3),在反应,中,HCl,被氧化为,Cl,2,表现了还原性,同时还生成了盐和水,表现了酸性。,答案,:,(1)KMnO,4,Cl,2,SO,2,Cl,-,(2)98,73,(3)AB,